精密鑄造鑄件

陶瓷型鑄造

陶瓷型鑄造ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，是指用陶瓷漿料制成鑄型生產鑄件的鑄造方法ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。

陶瓷漿料由硅酸乙酯水解液和質地較純①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、熱穩定性較高的細耐火砂如電熔石英ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、鋯英石㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、剛玉等混合而成⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。為使陶瓷漿料在短時間內結膠ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，常加入氫氧化鈣或氧化鎂作為催化劑㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。由于使用的耐火材料成分及其外觀都與陶瓷相似웃유ღ♋♂，故稱為陶瓷型♀☿☼☀☁☂☄。陶瓷型鑄造是在普通砂型鑄造基礎上發展起來的一種新工藝♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。

陶瓷型有兩種類型：①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而成㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。其制作過程是先將模樣固定于型板上✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，外套砂箱①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，再將調好的陶瓷漿料倒入砂箱⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，待結膠硬化后起模,經高溫焙燒即成為鑄型✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。②采用襯套,在襯套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料制造鑄型웃유ღ♋♂。襯套可用砂型⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，也可用金屬型ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節省大量陶瓷漿料✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，在生產中應用較多ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。陶瓷型鑄件表面粗糙度可達Ra10～1.25微米,尺寸精度高達3～5級,能達到少無切削加工的目的㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。陶瓷型鑄造生產周期短㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，金屬利用率高✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。最大鑄件可達十幾噸✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，主要用于鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的沖模✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、鍛模⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯、塑料模✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、金屬模♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、壓鑄模ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、玻璃模等各種模具ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。陶瓷型鑄造模具的使用壽命可與用機械加工方法制成的模具相媲美⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，而制造成本則比用機械加工方法制成的模具低⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。

生產上應用最廣泛的是CO2水玻璃砂底套陶瓷型⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。CO2水玻璃套有強度高ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，透氣性好制作簡便道優點⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。其次作過程如圖所示⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。其特殊之處ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，在于事先要準備兩個模型㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，一個用于灌陶瓷漿料的鑄件模（A模）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，另一個用于制造底套（B模）其尺寸較（A 模）大．

1．鑄件的表面光潔度高⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯；

2．鑄件的尺寸精度高㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉；

3．可以鑄出大型精密鑄件

熔模鑄造雖能鑄出尺寸精確⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、光潔度高的鑄件⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，但由于本身工藝的限制⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，澆注的鑄件重量一般都較小⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，最大件只有幾十公斤①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯；而陶瓷型鑄件最大可達十幾噸㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。

4．投資少⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，投產快✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，生產準備周期短⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。

缺點是原材料價格昂貴ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，由于有灌漿工序ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，不適于澆注批量大⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，重量輕❣❦❧♡۵，形狀較復雜的鑄件ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，且生產工藝過程難于實現機械化和自動化ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。

陶瓷型鑄造是在砂型熔模鑄造的基礎上發展起來的一種新工藝ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。陶瓷型是利用質地較純①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、熱穩定性較高的耐火材料作造型材料❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰；用硅酸乙酯水解液作粘結劑⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，在催化劑的作用下♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，經灌漿㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、結膠☈⊙☉℃℉❅、起模♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、焙燒等工序而制成的⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。

采用這種鑄造方法澆出的鑄件❣❦❧♡۵，具有較高的尺寸精度和表面光潔度①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，所以這種方法又叫陶瓷型精密鑄造ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。

陶瓷型的制造方法可分為兩大類：一類是全部采用陶瓷漿料制造鑄型法✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅；另一類就是采用底套（相當于砂型的背砂層）表面再灌陶瓷漿料以制陶瓷型的方法⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。底套又分砂套和金屬底套兩種⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ；即

小型陶瓷型鑄件㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，常采用全部以陶瓷漿料制造的陶瓷型⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，其造型過程如圖所示㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。首先將模型固定于模板上

（a）ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，再套上砂箱

（b）㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，然后將預先調好的陶瓷漿料倒入砂箱

（c）☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，將上表面刮平✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，等待結膠硬化

（d）㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，待漿料一旦出現彈性即可進行起模

（e）❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。隨即點火噴燒（吹壓縮空氣助燃）

（f）웃유ღ♋♂，待火熄滅后㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，移入高溫爐中噴燒即成所需的陶瓷型♀☿☼☀☁☂☄。

另一類就是帶底套的陶瓷型⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。生產中常采用帶底套的復會鑄型✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，即與液體金屬直接接觸的面層⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，灌注陶瓷漿料㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，而其余部分用砂套或金屬套代替ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。

（一）ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、陶瓷型所用的造型材料

陶瓷型所用的造型材料包括耐火材料ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、粘結劑☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、催化劑❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、脫模劑ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、透氣劑等⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

1．耐火材料✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，陶瓷型所用的耐火材料要求雜質少☾☽❄☃，熔點高和高溫熱膨脹系數小⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。可作陶瓷型的耐火材料有剛玉粉❣❦❧♡۵、鋁礬土✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、碳化硅及鋯砂粉等웃유ღ♋♂。

2．粘結劑✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，陶瓷型常用的粘結劑是硅酸乙酯水解液㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。

3．催化劑⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，陶瓷漿料所用的催化劑有氫氧化鈣☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、氧化鎂❣❦❧♡۵、氫氧化鈉以及氧化鈣等웃유ღ♋♂。

4．脫膜劑㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，常用的脫模劑有上光臘㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，變壓器油①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，機油⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、有機硅油及凡士林等☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。

5．透氣劑⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，在陶瓷漿料中加入透氣劑以改善陶瓷型的透氣性⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。常用的透氣劑是雙氧水⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，其加入量為耐火粉料重量的0．2～0．3%ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。

（二）陶瓷漿料的配制及灌漿

1．耐火材料的選擇

在鑄造尺寸和光潔度要求高的合金鋼鍛模ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、壓鑄型❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、玻璃器皿模具時ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，應采用耐高溫的☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、熱穩定性好的剛玉粉☾☽❄☃、鉆砂粉或碳化硅作為陶瓷型漿料的耐火材料⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。對于鑄鐵件或鋁鑄件可采用價格較便宜的鋁礬土或石英粉作為耐火材料ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，并正確選擇耐火材料的粒度組成☈⊙☉℃℉❅。

2．漿料的配制與灌漿

耐火材料與硅酸乙醇水解液的配比要適當❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，不同耐火材料所需水解液的比例也不同ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。開始結膠的時間與灌漿的時間對陶瓷型質量有很大的影響⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。催化劑含量和室溫對結膠時間也有影響☈⊙☉℃℉❅。灌漿過遲過早都不好❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。開始結膠的時間可通過預配小樣測定⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

灌漿時①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，漿料倒入速度不應過快①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，以防卷入空氣❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，zuihao邊灌漿邊振動㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，以排除漿料中的氣體⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。

（三）起模

灌漿后的陶瓷型經結膠☾☽❄☃，固化等階段❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。但在結膠開始后尚不能立即起模웃유ღ♋♂，一般在結膠后5~15minⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，待陶瓷層消有彈性時⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，起模效果zuihao☈⊙☉℃℉❅。起模時先將澆注系統①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、通氣棒取出⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，然后垂直取出母模（不可敲動）☈⊙☉℃℉❅，起模后應立即進行點火噴燒㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，否則易產生裂紋㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。

（四）噴燒

起模后應立刻點火并吹壓縮空氣進行噴燒ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，而使陶瓷型的表面有一定的強度和硬度①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。

（五）焙燒

焙燒的目的是使陶瓷型內殘存的乙醇웃유ღ♋♂、水分和少量的有機物燒去⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，并使陶瓷層的強度增加㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。

全部由陶瓷漿料灌制的陶瓷型❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，焙燒溫度可高達800℃⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，焙燒時間2~3hⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，出爐溫度應在250℃以下⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，以防止產生裂紋♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。

帶有水玻璃套的陶瓷型①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，焙燒溫度（烘干）在350~550℃❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。

（六）澆注與清理

陶瓷型澆注時一定要注意擋渣⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。澆注溫度與澆注速度可比同類型的砂型鑄件稍高ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。陶瓷型鑄件zuihao待冷卻至室溫時再打箱㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，這樣可防止鑄件裂紋與變形⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。